a. MET
Dans notre série, une mutation non homologue de MET (I166T), non référencée dans la base COSMIC, affectant le domaine SEMA (semaphorins) impliqué dans la dimérisation et l’activation du récepteur, est retrouvée. Les mutations de MET dans la thyroïde ne sont pas décrites. En revanche, des amplifications du nombre de copies de MET avec une moyenne de 6,56 copies par cellule sont rapportées dans environ 12% des CAT39. Deux cas de notre série surexpriment C-MET en immunohistochimie avec une intensité 2+. Le premier cas est ininterprétable en biologie moléculaire et le deuxième cas présente des mutations d’APC et de ALK surajoutées. Une amplification de ce gène, mécanisme certes rare, pourrait expliquer cette surexpression et serait détectable par technique FISH.
b. ALK
Notre cohorte comporte une seule mutation de l’exon 23 du gène ALK (D1203H) non référencée dans la base COSMIC (avec une fréquence allélique de 10% sur l’échantillon) associée à une mutation d’APC de l’exon 16 (E1317Q). Les mutations de ALK sont peu fréquentes en oncologie thyroïdienne : 2 mutations gain de fonction dans l’exon 23 (C3592T and G3602A) décrites dans 2 / 18 cas de CAT en l'absence de mutation dans les formes bien différenciées42. La découverte de mutations de ALK uniquement dans les CAT suggère que l’altération de ce gène joue un rôle dans l’agressivité de ces tumeurs42. Ceci peut être expliqué par le fait que l'activation oncogénique de ALK entraîne une phosphorylation accrue de AKT et de ERK, témoignant d'une double activation des voies MAP- kinase et PI3K-AKT, mécanisme fondamental de la pathogénèse des CAT72,158.
c. APC
Le cas précédent muté ALK est conjointement muté pour APC, dans le codon 16 (E1317Q). Cette mutation est référencée dans la base COSMIC. Une seule mutation d’APC a été décrite dans une lignée cellulaire de CAT et une mutation dans une série de 83 tumeurs thyroïdiennes bénignes et malignes. Cependant, ce gène est aussi exprimé dans le tissu thyroïdien normal. Il est bien évidemment impossible de distinguer dans ces différents cas s'il s'agit d'une part, d'une mutation somatique ou d’une mutation germinale et, d'autre part, s'il s'agit d'une mutation conductrice
(driver) ou d'une mutation passagère. Il peut toutefois faire l’objet d’une thérapie ciblée dans le cadre de mutation inactivatrice dans certaines tumeurs thyroïdiennes161.
d. ERBB2
Un seul cas présente deux mutations sur deux exons différents (19 et 21) au niveau de la région codant pour le domaine tyrosine kinase de ERBB2 (D873N : référencée dans la base COSMIC et A763T, non référencée). Ce cas est aussi associé à deux autres mutations dans deux autres gènes : SMAD4 et RET. Les études concernant ERBB2 dans les tumeurs thyroïdiennes et plus particulièrement dans les CAT sont rares : certaines retrouvent une association entre surexpression de ERBB2 et agressivité tumorale dans les carcinomes différenciés thyroïdiens162–164. D’exceptionnelles mutations activatrices à type de délétion/insertion du domaine tyrosine kinase ont été décrites récemment dans une tumeur thyroïdienne mais aucune à ce jour dans les CAT. Cependant, dans 16% (5/31 cas) d’une cohorte de CAT, il existe une surexpression en immunohistochimie de ERBB2 sans surexpression dans les composantes bien différenciées et le tissu normal165. Les mutations de ERBB2 représentent une cible potentielle pour des inhibiteurs de ERBB2/HER2 dont l’efficacité a été démontrée in vitro166–168.
e. RET
Deux mutations de RET, dont une associée à TP53 (S653C dans l’exon 11) et l’autre à une mutation de SMAD4 et deux mutations ERBB2 (E884K dans l’exon 15) sont présents dans notre cohorte. Seule la mutation E884K est connue dans la base COSMIC et intéresse le domaine tyrosine kinase de la molécule169. Une mutation non isolée de RET a été identifiée dans une série de 22 CAT151, associée à une mutation de TP53, CTNNB1 et RASAL1. Les mutations de RET sont surtout décrites dans les carcinomes médullaires de la thyroïde associés aux néoplasies endocriniennes multiples (NEM) mais aussi dans les carcinomes médullaires sporadiques170,171.
f. SMAD4
Une mutation de SMAD4 pour ‘‘Similar to mad-mother against decapentaplegic’’ (G252R, non référencée dans la base COSMIC) a été retrouvée dans notre cohorte associée à une mutation de RET et de ERBB2. Des mutations de SMAD4 ont été décrites dans 15/56 cas (27%) dans des lésions thyroïdiennes aussi bien bénignes que malignes172. SMAD4 est un transducteur du signal de la famille du TGFβ (transforming growth factor β) contrôlant toute une série de processus cellulaires impliqués dans la prolifération, la différenciation et l’apoptose173. Son rôle dans la tumorigenèse thyroïdienne est ici difficile à identifier.
78
g. CDKN2A
Trois cas avec une mutation isolée de CDKN2A ont été identifiés : 2 mutations ponctuelles non-sens connues et recensées dans la base COSMIC (pR80* et p.E120*) et 1 délétion avec décalage du cadre de lecture entraînant la survenue d’un codon STOP prématuré (p.P70Qfs*49), non connue. CDKN2A est un gène qui code pour la protéine p16 (régulateur du cycle cellulaire). Le rôle pathogène est d’ailleurs corrélé à un marquage de p16 (accumulation) dans un cas sur une immunohistochimie complémentaire réalisée sur ces 3 cas (figure 70). La diminution d’expression et/ou l’hyperméthylation de CDKN2A sont fréquemment reportées dans les CAT174 mais les mutations sont peu fréquentes: 2 dans 35 cas de cancers dont 1 sur 5 dans un CAT et des pertes d’hétérozygotie sont observées dans la région du bras court du chromosome 9 dans 2 cas sur 5. La perte d’hétérozygotie est ainsi vue dans une proportion significative de CAT suggérant un rôle dans une minorité de cancers175,176.
Figure 70 : Immunohistochimie p16 pour le cas n°2A
h. ATM
Quatre mutations d’ATM sont présentes dans notre cohorte : une mutation associée à TP53, une autre associée à TP53 et à une mutation de NRAS et enfin 2 mutations isolées. Trois des quatre mutations sont connues et référencées dans la base COSMIC. ATM code pour la protéine ataxie télangiectasie qui est activée dans les réparations double brins de l’ADN spécialement causées par les radiations177. Quand il est activé, ATM phosphoryle une variété de substrats en aval dont p53 et BRCA. Il intervient donc dans l’arrêt du cycle cellulaire, la réparation de l’ADN et l’apoptose178. L’un des effecteurs de ATM est p53. La fréquence allélique dans les 2 cas est respectivement de 63 et 41%. Dans tous les cas, les altérations double brins de l’ADN causées par l’altération de ATM n’ont fait que renforcer l’instabilité génétique dans ce cas.
C. Absence de mutation
Dans 8 cas (8,5%), aucune mutation dans les gènes cibles du panel n’est identifiée. Cette absence de mutation dans des oncogènes ou gènes suppresseurs de tumeur a déjà été rapportée sur une série précédente de séquençage exomique extensif151 et pose question quant aux mécanismes physiopathologiques impliqués dans ces tumeurs.
Sur 7 de ces 8 cas pour lesquels une immunohistochimie PTEN a été réalisée, il existe une conservation du marquage dans tous les cas ainsi qu’un marquage p53 de type physiologique sauf dans un cas où il est perdu (cependant sans témoin interne). Cela est plutôt en faveur de la mise en jeu d’autres mécanismes moléculaires qu’une altération classique des voies MAP-kinase et/ou PI3K- AKT. Dans l’objectif d’être exhaustif, nous avons réalisé sur ces cas une technique FISH à la recherche d’une altération du gène RET. Dans cette sous-population, 7 cas sont analysables mais aucun des cas interprétables ne présentent de réarrangement de RET/PTC en technique FISH. Les réarrangements de RET/PTC sont présents dans les carcinomes papillaires avec une prévalence allant de 13 à 46% et sont plus fréquents chez des patients ayant un antécédent d’irradiation (60%)40. Ces cas sont associés à une progression indolente sans évolution métastatique ganglionnaire ou à distance et sont donc peu retrouvés dans les CAT ou les carcinomes peu différenciés179,180. Il n’est pas surprenant de ne pas retrouver la présence de cette translocation dans nos cas et on peut émettre l’hypothèse que la translocation de RET/PTC n’est pas un évènement oncogénique assez puissant pour induire une dédifférenciation. D’autres mécanismes doivent donc concourir à la progression tumorale et d’autres analyses moléculaires doivent être effectuées. Les mécanismes de la cancérogenèse ne sont encore qu’au stade des suppositions. De plus, en l’absence d’étude de l’ADN germinal, il n’est pas possible de faire la part, de façon certaine, entre les mutations germinales et somatiques et les mutations conductrices et passagères.
D. Implications thérapeutiques
L’inhibition pharmacologique de la voie MAP-kinase paraît moins prometteuse que la voie PI3K- AKT-mTOR. Cette dernière voie est constitutivement activée par inactivation de PTEN ou par mutation activatrice de PIK3CA. Ces 2 mutations sont fréquentes dans les CAT. Des essais (culture ou in vitro) sur l’effet inhibiteur allostérique de AKT en combinaison avec d’autres agents anticancéreux sont en cours181. La perte du contrôle du mécanisme de l’apoptose médiée par p53 est probablement l’obstacle le plus difficile à dépasser dans la recherche d’agents efficaces sur les CAT. Des mutations activatrices de BRAF sont suffisantes pour l’initiation de la tumorigenèse et sont nécessaires à l’entretien de cette dernière. Les mutations activatrices des PIK3CA sont des
80 initiateurs faibles de la tumorigenèse mais participent à l’entretien de cette dernière, généralement initiée par d’autres évènements oncogéniques182. Cela peut expliquer que l’inhibition de la voie PI3K n’ait pas montré d’efficacité chez des patients présentant une mutation de PTEN ou de PIK3CA. L’activation de la voie RAS, du fait de l’activation conjointe de la voie MAP-kinase et PI3K-AKT, entraîne une résistance relative des tumeurs thyroïdiennes mutées RAS aux inhibiteurs de MEK par rapport aux cancers mutés BRAF149.
VII.
CONCLUSION
L’étude que nous avons réalisée ici porte sur la plus grande cohorte de CAT analysée jusqu'alors s'intéressant aux mécanismes de carcinogénèse de cette tumeur, certes rare, mais très agressive.
La prévalence du réarrangement de ALK dans notre série de 144 cas de CAT est de 1 pour 90 cas (analysables en FISH) soit 1,1%. Ce seul cas est positif par technique FISH avec un réarrangement limite égal au seuil (15%). Du fait de la faible prévalence de cette translocation dans notre série, la corrélation avec l’immunohistochimie est difficile et la valeur d’un pré-screening immunohistochimique impossible à déterminer. Malgré l’importance de notre série, les limites de notre étude sont le caractère rétrospectif de celle-ci, l’absence de matériel congelé pour chaque échantillon, l’ancienneté des blocs avec conservation hétérogène ainsi qu’une fixation hétérogène (temps, type de fixateurs) des différents blocs. De plus, la prévalence semble (sur tissu fixé au formol et inclus en paraffine) faible (1,1%). L’analyse des cas en prospectif dans le cadre du protocole AcSé devrait permettre d’apporter des éléments de réponse.
Quant aux résultats du séquençage de nouvelle génération (NGS), ces derniers confirment que le paysage génétique des CAT est hautement hétérogène, difficilement caractérisable mettant en jeu de multiples gènes impliqués dans les processus de dédifférenciation des cellules folliculaires (activation d’oncogène et inactivation de gènes suppresseurs de tumeurs).
Des gènes déjà connus comme étant partie prenante de la cancérogenèse thyroïdienne sont, bien entendu, confortés dans cette étude mais de nouveaux gènes, non encore décrits dans la thyroïde, émergent. On peut formuler l’hypothèse qu’une grande majorité (au moins les 2 tiers) des CAT soit issue d’un processus de dédifférenciation d’un carcinome papillaire ou vésiculaire, comme en attestent certaines similitudes morphologiques et génétiques avec les tumeurs différenciées, au premier rang desquelles les mutations de BRAF et des protéines RAS. À ces mutations, viennent s’ajouter des altérations impliquées dans les processus de dédifférenciation comme des mutations de TP53, de PTEN ou des altérations conjointes des voies MAP-kinase et de PI3K-AKT.
En revanche, 35% des cas ne présentent aucune mutation pour les gènes RAS ni pour les gènes de la voie PI3K-AKT et on retrouve même de manière isolée des mutations pour les gènes suivants : ATM, CDKN2A, ERBB2, ALK, APC, RET, SMAD4. Il est possible que ces cas représentent la proportion de cas de novo même s’il est difficile sur cette simple constatation d’établir le véritable rôle joué par ces mutations peu reconnues dans la tumorigenèse thyroïdienne (mutation conductrice ou mutation passagère). Dans environ 8,5% des cas, aucune mutation dans les gènes ciblés par le panel n’est
82 identifiée. Aucun de ces cas ne présente par ailleurs de réarrangement de RET/PTC en technique FISH complémentaire.
D’autres mécanismes doivent donc concourir à la progression tumorale et d’autres analyses moléculaires doivent être effectuées. Les mécanismes de la cancérogenèse ne sont encore qu’au stade des suppositions. Il ne s’agit pas ici d’une recherche exhaustive de toutes les mutations possibles dans les CAT (seuls 50 gènes ont été testés) car des mécanismes tels que des translocations, des amplifications et d’autres altérations épigénétiques au pouvoir oncogénique fort doivent également intervenir.
VIII.
OUVERTURE
De nouvelles hypothèses voient le jour concernant l’oncogenèse thyroïdienne183. Le modèle traditionnel de la carcinogenèse thyroïdienne repose sur un processus multi-étapes dans lequel les cellules cancéreuses dérivent de cellules thyroïdiennes (thyréocytes) subissant une accumulation de multiples dommages génomiques (oncogènes et anti-oncogènes) accélèrant ainsi leur prolifération et l’acquisition d’un phénotype capable de provoquer l'envahissement des tissus avoisinants ainsi que des métastases. Le mauvais pronostic chez le sujet âgé est donc la conséquence de cette accumulation de dommages génétiques qui, après plusieurs années d’évolution, permet à la cellule d’acquérir un caractère plus agressif.
Le concept de carcinogenèse ayant pour origine les cellules fœtales thyroïdiennes émerge. Dans ce modèle, les tumeurs thyroïdiennes (carcinome anaplasique, carcinome différencié, adénome folliculaire) se développent à partir de trois types de cellules fœtales thyroïdiennes n’existant que chez les fœtus ou les jeunes enfants, nommées respectivement cellule souche thyroïdienne, thyroblaste et prothyrocyte ; au terme d’une prolifération en l’absence de différenciation (figure 71).
Figure 71 : Modèle de carcinogenèse à partir des cellules fœtales183
Les altérations génomiques telles que les réarrangements de RET/PTC ou de PAX8/PPARγ ainsi que les mutations de BRAF joueraient un rôle oncogénique en empêchant la différenciation de ces
84 cellules souches. Dans ce modèle, les oncogènes agissent en tant qu’initiateurs de la carcinogenèse et non en tant que promoteur, ce qui signifie que, contrairement au modèle conventionnel de carcinogenèse multi-étapes dans lequel l’activation d’oncogènes est inévitable dans le phénomène de progression tumorale, ce modèle ne permet pas d’assurer l’effet inhibiteur des agents suppresseurs de tumeurs contre ces oncogènes. Le modèle de carcinogenèse à partir des cellules souches thyroïdiennes est à considérer comme un développement anormal de cellules fœtales thyroïdiennes.
Les cellules souches thyroïdiennes et les thyroblastes disparaissent généralement à l’adolescence. Si les carcinomes anaplasiques sont issus des cellules souches fœtales, celles-ci sont alors issues des cellules souches thyroïdiennes car seules les cellules souches ont la capacité de se maintenir en vie pendant des années sans prolifération. De plus, la co-existence d’une composante différenciée au sein d’un carcinome indifférencié n’est pas surprenante puisque les cellules souches thyroïdiennes pourraient générer des thyroblastes et des prothyrocytes. Quand les cellules souches génèrent des thyroblastes ou des prothyrocytes, la tumeur proliférante se comporte comme une tumeur différenciée, alors que dans le cas où les cellules souches thyroïdiennes commencent à proliférer, la tumeur qui en résulte est un CAT. Ce modèle pourrait expliquer la faible prévalence dans les CAT de mutations habituellement retrouvées dans les carcinomes différenciés car ils ne seraient pas issus de la dédifférenciation d’une cellule folliculaire différenciée mais générés à partir d’une cellule souche moins différenciée.
Dans ce modèle, il existerait 2 types de carcinomes différenciés: le premier contenant des cellules tumorales cancéreuses immatures (CTCI) et le deuxième n’en contenant pas (cellules tumorales cancéreuses matures). Les CTCI présentent les caractéristiques des cellules souches et dérivent des cellules souches thyroïdiennes. Les cellules tumorales dérivées des thyroblastes prolifèrent immédiatement mais lentement alors que celles dérivant des cellules souches thyroïdiennes tendent à rester quiescentes sur une longue période. Les tumeurs issues des thyroblastes deviennent donc cliniquement évidentes plus précocement que celles issues des cellules souches. Ces spéculations sont supportées par le fait que les CAT, dérivant des cellules souches fœtales, sont observés surtout chez la personne âgée. Les cancers matures et immatures présentent respectivement un bon et un mauvais pronostic. Ce modèle explique le bon pronostic des tumeurs thyroïdiennes chez le sujet jeune par rapport au pronostic catastrophique des CAT chez le sujet âgé.
85 Figure 72 : Cancer mature et immature183
En conclusion, bien que la compréhension des mécanismes de cancérogenèse des CAT progresse, l’ensemble des processus en cause mérite des investigations complémentaires dans lesquelles les techniques de NGS, ont, aujourd’hui, toute leur place.
86
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